[发明专利]用于温度数据采集的方法

说明书

用于确定炉中的多个管的温度信息的方法，其中一个或多个数字图像提供了成像管的温度信息，并且非成像管的温度信息是根据成像管的温度信息和来自成像管和非成像管的组合排出物的测量温度来确定的。

技术领域

本公开涉及炉中过程管中的温度数据采集。

背景技术

蒸汽甲烷重整器是包含多个过程管的炉的示例。用于蒸汽甲烷重整的一种类型的炉可以利用包含用于输送工艺流体(例如蒸汽和烃)并使其中的工艺流体反应的催化剂(例如，重整催化剂)的许多过程管(包括具有超过400个过程管的一种配置)。在一个示例中，炉子可以包括以平行排设置的垂直延伸的过程管，每行中具有约30至60个管。两排管之间的距离约为2米至3米。管可以垂直延伸约12米，并且具有100至150毫米的外径。管可以以中心到中心间距为250至500mm的行定位。在每组两排管之间可以设置大约10至20个燃烧器。在炉中可以包括总共八排或更多排的管和九排或更多排的燃烧器。

通常，工业过程(例如蒸汽甲烷重整)的能量效率变得更加重要。对于许多过程，过程的效率与监测/保持过程管的某些温度的能力有关。通过允许更准确的数据用于过程控制，更精确地监测过程管的温度可以允许提高能量效率。

提高炉的效率的一种方法是在炉中的预定高度处保持过程管之间的均匀温度。因此，可能需要在预定位置或高度处测量或监测每个过程管的温度以获得期望的效率改进。另外，炉的过程管可以处于非常高的内部压力(高达约50个大气压)和非常高的温度(高达约950℃)。因此，温度的轻微变化可以降低过程管的操作寿命。例如，在高于管的设计温度约10℃下操作可以将管的操作寿命减少多达一半。修复和/或更换管的成本可能很高，这是由于在管中使用特殊合金，需要特殊合金来容许管经受炉的操作条件。此外，由于修复管造成的生产损失导致收益损失。因此，炉操作者还测量/监测管温度，以避免超过管设计温度，同时试图获得效率改进。

在测量/监测过程管的温度的一种方法中，操作者可以使用光学高温计。当使用光学高温计时，操作者将装置瞄准在过程管上的预定位置，然后激活装置。在激活时，光学高温计测量热辐射并显示或记录过程管上的预定位置的对应温度，并且操作者记录每个管的测量温度。操作者对每个管重复该过程。光学高温计的使用具有几个缺点，即可能发生高温暴露，相同的预定位置可能不用于所有管，所选择的管的温度可能不被测量，相同的管可能被无意地测量两次，而不是所需的相邻管，并且该过程可能花费太长时间，导致管的温度波动。

最近，已经实现了热成像装置以测量/监测过程管的温度。热成像装置和方法的实例描述于美国专利8,300,880B2中，该专利通过引用并入本文。在美国专利8,300,880B2中，单个成像装置从视口移动到视口以收集多个图像，并且对于大多数或所有过程管获得温度信息。该方法具有能够获得所有过程管的温度信息的优点，但是具有需要操作者将成像装置从视口移动到视口的缺点。

适于获得过程管的温度信息的热成像装置描述于美国专利申请14/963644中，该申请通过引用并入本文。在美国专利申请14/963644的专利申请中，公开了一种可以固定到视口门的成像装置。每个安装到不同的视口门的多个成像装置可以用于获得炉中的大多数或所有过程管的温度信息。该方法的优点在于能够获得所有过程管的温度信息，而不需要操作者将成像装置从视口移动到视口。该方法还具有能够以有点连续的方式提供重复的周期性温度测量的优点。该方法具有需要许多热成像装置的缺点，这可能是昂贵的。

工业希望获得炉中的多个过程管的温度信息，而不需要操作者从视口移动到视口以捕获温度信息。

工业希望确定具有减少数量的固定热成像装置的炉中的多个过程管的温度信息，即，不需要其中每一个过程管均被热成像的全补充热成像装置。

工业需要重复的周期性温度测量以用于过程控制。

发明概述